網路協定通話技術

網路協定通話技術（英語：Voice over Internet Protocol，縮寫為Voice over IP，VoIP）是一種語音通話技術，經由網際協定（IP）來達成語音通話與多媒體會議，也就是經由網際網路來進行通信。其他非正式的名稱有網路協定電話（IP telephony）、網際網路電話（Internet telephony）、寬頻電話（broadband telephony）以及寬頻電話服務（broadband phone service）。

基本介紹

• 中文名：網路協定通話技術
• 外文名：Voice over Internet Protocol
• 縮寫：VoIP
• 領域：計算機

網際網路電話

IP電話通過把語音信號經過數位化處理、壓縮編碼打包、透過網路傳輸、然後解壓、把數位訊號還原成聲音，讓通話對方聽到。話音從源端到達目的端的基本過程是：

1. 聲電轉換：通過壓電陶瓷等類似設備將聲波變換為電信號
2. 量化採樣：將模擬電信號按照某種採樣方法（比如脈衝編碼調製，即PCM）轉換成數位訊號
3. 數據包：將一定時長的數位化之後的語音信號組合為一幀，隨後，按照國際電聯（國際電信聯盟電信標準化部門）的標準，這些話音幀被封裝到一個RTP（即實時傳輸協定，Realtime Transport Protocol）報文中，並被進一步封裝到UDP報文和IP報文中。
4. 傳輸：IP報文在IP網路由源端傳遞到目的端
5. 去抖動：去除因數據包在網路中傳輸速度不均勻所造成的抖動音
6. 拆包
7. 電聲轉換

一個完整的、可以大規模商用運營的IP電話系統包括如下一些技術（暫不完全）：

1. 定址
2. 話音編解碼
3. 回聲消除和回聲抑制
4. 傳輸
5. IP報文時延控制功能

去抖動

1. IP報文的去抖動（de-jitter）功能

編碼

世界多個標準組織和工業實體提出了很多話音編碼方案。其中包括國際電信聯盟的G.711（速率64kbps），G.723.1（速率5.3kbps或者6.3kbps），G.729A（速率8kbps）編碼方案。

微軟、Intel等業界巨頭也有自己的編碼方案。

網路協定

常用的協定如H.323、SIP、MEGACO和MGCP。

H.323是常見的VoIP標準，由ITU-T於1996年提出，原本是用於區域網路（LAN）上的視頻會議，後來被套用於VoIP網路電話上。H.323定義了一個綜合性的規範，使網路上的終端設備遵循這些規範，得以順利進行溝通，包括語音壓縮格式（G.711、G.729、G.723.1）、視頻壓縮格式（H.261、H.263）、調用信令（H.225）、控制信令（H.245）、註冊與認證等（RAS：Registeration Admission Status）。H.323架構由4個組件所組成，包括終端設備（Terminal）、網關（Gateway）、網關管理員（Gatekeeper）、多點控制單元（MCU：Multipoint Control Unit），可進行單點對單點或單點對多點的通信。

對於VoIP的套用而言，H.323的子協定多且複雜性高，在許多技術上的問題受限，不容易針對新的套用作擴展。因此，IETF (Internet Engineering Task Force)分別在1999年8月提出MGCP（Media Gateway Control Protocol）協定與1999年3月的SIP（Session Initiation Protocol）新架構，試圖簡化H.323的複雜性，且在語音傳遞功能提供較高的延展性。

其他

會話發起協定（SIP）是IETF創建VoIP通話連線的協定標準。SIP是一種套用層控制協定，用於和一個或多個參與者創建、修改和終止會話。SIP的結構與HTTP（客戶－伺服器協定）相似。客戶機發出請求，並傳送給伺服器，伺服器處理這些請求後給客戶機回送一個回響。請求與回響形成一次交換（transaction）。

媒體網關控制協定（MGCP）是由思科和Telcordia提議的VoIP協定，它定義了調用控制單元（調用代理或媒體網關）與電話網關之間的通信服務。MGCP屬於控制協定，允許中心控制台監測IP電話和網關事件，並通知它們傳送內容至指定地址。在MGCP結構中，智慧型調用控制置於網關外部並由調用控制單元（調用代理）來處理。同時調用控制單元互相保持同步，傳送一致的命令給網關。

媒體網關控制協定（Megaco）是IETF和ITU-T（ITU-TH.248建議）共同努力的結果。Megaco/H.248是一種用於控制物理上分開的多媒體網關的協定單元的協定，從而可以從媒體轉化中分離調用控制。Megaco/H.248說明了用於轉換電路交換語音到基於包的通信流量的媒體網關（MG）和用於規定這種流量的服務邏輯的媒介網關控制器之間的聯繫。Megaco/H.248通知媒體網關將來自於數據包或單元數據網路之外的數據流連線到數據包或單元數據流上，如實時傳輸協定（RTP）。從VoIP結構和網關控制的關係來看，Megaco/H.248與MGCP在本質上相當相似，但是Megaco/H.248支持更廣泛的網路，如ATM。

無線通話

主要運用Wi-Fi技術。由於鋪設Wi-Fi熱點（Access Point）尚未普及，只有核心都市有較高的人口覆蓋率，又此技術所涵蓋的區域屬於小範圍，只要一遠離熱點，信號就逐漸衰弱甚至斷線，必須重新連線。對經常移動的用戶來說是很大的麻煩。較適合於固定地點，如家中，企業，咖啡店等長時間停留處運用。

無線網卡或無線設備約12mW（10.8dbm）到100mW（20dbm）。一般來說，配備Wi-Fi功能的筆記本電腦，在使用802.11的標準下，其發射功率均低於一百毫瓦（100mW），這是一般行動電話發射功率兩瓦的二十分之一。

近來有一新技術WiMax，它是一種廣域的無線技術，採用與Wi-Fi相近的技術，並將之最佳化，具有高頻寬、大範圍和低成本等特性，未來可望會套用到無線網路電話上。

發展與政治

大中華地區當中，以香港的套用層面較大。早在1990年代中期，不少大型公司（如軒尼詩、LVMH及帝亞吉歐）就透過IP電話技術，為海外分公司提供直線電話接往公司的總部。其後，在長途電話割喉戰中，IP電話亦開始套用，以保證當衛星信號受到干擾時，仍然可以提供可靠的通信。早期的IP電話由於頻寬問題，會使通信出現很嚴重的機械聲音，但現在已經不再出現。而當通信割喉戰蔓延至固網通信時，IP電話亦使擁有寬頻網路的供應商獲取優勢。現時在香港提供IP電話服務的，長途電話方面，以香港寬頻網路有限公司最早，期後有提供IDD009服務的新世界電訊。而本地固網通信方面，最先推出這種服務的香港寬頻、透過視頻電話提供服務的和記環球電訊、租借同屬九龍倉集團的i-CABLE有線寬頻網路提供服務的九倉電訊，以及利用軟體技術提供服務的新世界電訊，在2009年1月電訊盈科也推出“0060 Everywhere”來迎接VOIP的市場。

2005年，隨著Skype開始在大中華地區發展，它亦與當地的固網商合作，希望開拓更大的市場。當中在香港，它與和記黃埔合作，並為Skype的用戶提供固網電話號碼；而在中國大陸則與光明方正公司合作，在台灣則與PChome Online（網路家庭國際信息股份有限公司）合作。

台灣的檢警人員仍然對IP電話存有高度疑慮，理由是：第一，IP電話難以監聽的特性，很可能使IP電話成為犯罪集團（尤其是詐欺集團）的犯罪工具，而增加檢警人員偵辦犯罪的難度；雖然可以追查發話者的IP位址，但是很多代理伺服器設定在境外，因此很難防範IP電話犯罪。第二，國外某些電信運營商直接提供改變發話號碼的服務，其用途是提供發話者必須保密電話號碼時使用，但也可能成為犯罪集團的工具；某些非法的IP電話軟體或國際電話節費器，也能改變發話號碼。

商業服務

谷歌在Gmail增加了網路電話功能，電話功能鍵位於Gmail頁面左下方，其界面非常類似GoogleVoice。功能有轉錄聲音郵件、用一個電話號碼同時撥打多個電話等，每個用戶可直接從電子郵件中打電話，在不久還可能實現免費打電話。電話服務首日調用次數突破百萬。